図面 (/)

技術 システム、方法、およびプログラム

出願人 株式会社コロプラ
発明者 栗原秀行
出願日 2015年5月28日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-108332
公開日 2016年12月28日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2016-224595
状態 特許登録済
技術分野 デジタル計算機のユーザインターフェイス 位置入力装置
主要キーワード 配置線 接触終了位置 操作終了位置 傾き検出センサ 配置モード タッチパネル式表示装置 操作開始位置 接触開始位置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月28日)のものです。
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図面 (13)

課題

タッチパネル式装置を用いて3次元仮想空間において操作可能な座標平面を決定する際の操作性の向上を図る。

解決手段

タッチパネル式装置のタッチ面に対する接触位置を検出する接触位置検出部202と、タッチパネル式装置の傾きを算出する傾き算出部204と、検出された傾きに応じてタッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される操作可能な3次元仮想空間内の座標平面を決定する座標平面決定部206と、検出された接触位置を決定された3次元仮想空間の座標平面上の座標へ変換する座標変換部208と、座標変換された接触位置を決定された3次元仮想空間内に表示する表示制御部210とを備える。表示制御部210は、接触位置検出部202にて検出した接触位置に対応する3次元仮想空間内の位置に、ユーザにより操作可能なポインタを表示して、ユーザによる操作に従ってポインタを表示制御する。

概要

背景

近年、キーボードなどを有さず、入力がタッチ操作のみのタッチパネル式表示装置を備えた情報処理装置が広まっている。このようなタッチパネル式表示装置は、操作画面と表示画面が一体となっており、ユーザは画面を確認しながら指を画面に接触させて該画面上に示されるポインタを所望の位置に指定することができる。

また、最近ではコンピュータの性能が飛躍的に向上し、3次元仮想空間内に存在するオブジェクトを操作するアプリケーションが存在する。例えば、特許文献1では、タッチパネル式装置を用いて3次元仮想空間の位置にオブジェクトを表示する技術を開示している。

概要

タッチパネル式装置を用いて3次元仮想空間において操作可能な座標平面を決定する際の操作性の向上をる。タッチパネル式装置のタッチ面に対する接触位置を検出する接触位置検出部202と、タッチパネル式装置の傾きを算出する傾き算出部204と、検出された傾きに応じてタッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される操作可能な3次元仮想空間内の座標平面を決定する座標平面決定部206と、検出された接触位置を決定された3次元仮想空間の座標平面上の座標へ変換する座標変換部208と、座標変換された接触位置を決定された3次元仮想空間内に表示する表示制御部210とを備える。表示制御部210は、接触位置検出部202にて検出した接触位置に対応する3次元仮想空間内の位置に、ユーザにより操作可能なポインタを表示して、ユーザによる操作に従ってポインタを表示制御する。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、タッチパネル式装置を用いた簡易な操作に基づいて、タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される3次元仮想空間内の座標平面を決定するためのシステム、方法、およびプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムにおいて実行される方法であって、前記タッチパネル式装置の傾きを検出するステップと、前記タッチパネル式装置の傾きに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間座標平面を決定するステップとを備えることを特徴とする、方法。

請求項2

請求項1記載の方法であって、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出するステップと、前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換するステップとをさらに備える、方法。

請求項3

請求項1記載の方法であって、前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御するステップをさらに備える方法。

請求項4

請求項1記載の方法であって、前記座標平面を決定するステップは、前記タッチパネル式装置の傾きと、前記ディスプレイの表示領域に表示される3次元仮想空間内操作位置を表すポインタ操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定することを特徴とする方法。

請求項5

タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムにおいて実行される方法であって、前記タッチパネル式装置の傾きを検出するステップと、前記タッチパネル式装置の傾きと、3次元仮想空間内の操作位置を表すポインタの操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定するステップと、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出するステップと、前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換するステップと、前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御するステップと、を含むことを特徴とする、方法。

請求項6

請求項5記載の方法であって、前記表示制御するステップは、前記タッチ入力の接触開始位置に対する接触位置の移動方向と距離に対応付けて、前記ポインタを前記操作開始位置から操作終了位置まで移動して、前記ディスプレイの表示領域上で前記背景画像とともに表示制御するステップを含むことを特徴とする、方法。

請求項7

請求項1又は5記載の方法であって、前記座標平面を決定するステップは、前記タッチパネル式装置の傾きが第1の閾値内である場合に、前記タッチパネル式装置のタッチ面を、前記3次元仮想空間のxy座標平面に対応させるステップと、前記タッチパネル式装置の傾きが第2の閾値内である場合に、前記タッチパネル式装置のタッチ面を、前記3次元の仮想空間のxz座標平面に対応させるステップと、をさらに備えることを特徴とする、方法。

請求項8

前記ディスプレイは、非透過型のヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする、請求項1から7に記載の方法。

請求項9

請求項1から8のいずれか1項に記載の方法を、前記システムに搭載されたプロセッサに実行させるためのプログラム

請求項10

タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムであって、前記タッチパネル式装置の傾きを検出する傾き検出部と、前記タッチパネル式装置の傾きに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定する座標平面決定部とを備えることを特徴とする、システム。

請求項11

請求項10記載のシステムであって、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出する接触位置検出部と、前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換する座標変換部とをさらに備える、システム。

請求項12

請求項10記載のシステムであって、前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御する表示制御部をさらに備えるシステム。

請求項13

請求項10記載のシステムであって、前記座標平面決定部は、前記タッチパネル式装置の傾きと、前記ディスプレイの表示領域に表示される3次元仮想空間内の操作位置を表すポインタの操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定することを特徴とするシステム。

請求項14

タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムにおいて実行されるシステムであって、前記タッチパネル式装置の傾きを検出する傾き検出部と、前記タッチパネル式装置の傾きと、3次元仮想空間内の操作位置を表すポインタの操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定する座標平面決定部と前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出する接触位置検出部と、前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換する座標変換部と、前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御する表示制御部と、を含むことを特徴とする、システム。

請求項15

請求項14記載のシステムであって、前記表示制御部は、さらに、前記タッチ入力の接触開始位置に対する接触位置の移動方向と距離に対応付けて、前記ポインタを前記操作開始位置から操作終了位置まで移動して、前記ディスプレイの表示領域上で前記背景画像とともに表示制御することを特徴とする、システム。

請求項16

請求項10又は14記載のシステムであって、前記座標平面決定部は、さらに前記タッチパネル式装置の傾きが第1の閾値内である場合に、前記タッチパネル式装置のタッチ面を、前記3次元の仮想空間のxy座標平面に対応させ、前記タッチパネル式装置の傾きが第2の閾値内である場合に、前記タッチパネル式装置のタッチ面を、前記3次元の仮想空間のxz座標平面に対応させる、ことを特徴とする、システム。

請求項17

前記ディスプレイは、非透過型のヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする、請求項10から16に記載のシステム。

技術分野

0001

本発明はタッチパネル式装置を用いて、タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される3次元仮想空間座標平面を決定するための装置、方法、およびプログラムに関する。

背景技術

0002

近年、キーボードなどを有さず、入力がタッチ操作のみのタッチパネル式表示装置を備えた情報処理装置が広まっている。このようなタッチパネル式表示装置は、操作画面と表示画面が一体となっており、ユーザは画面を確認しながら指を画面に接触させて該画面上に示されるポインタを所望の位置に指定することができる。

0003

また、最近ではコンピュータの性能が飛躍的に向上し、3次元仮想空間内に存在するオブジェクトを操作するアプリケーションが存在する。例えば、特許文献1では、タッチパネル式装置を用いて3次元仮想空間の位置にオブジェクトを表示する技術を開示している。

先行技術

0004

特許第4358181号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1の技術では、タッチ位置に対応する仮想空間の平面上の位置をタッチ座標とし、該タッチ座標を仮想カメラから延伸する視線方向に沿って仮想空間内投影した直線がフィールドと交差する交点が、ユーザによって指示された仮想空間における位置として決定される。このためユーザによって指示された位置から3次元仮想空間内の位置を求める計算は複雑であり、装置の処理負荷が増大することがある。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、タッチパネル式装置を用いた簡易な操作に基づいて、タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される3次元仮想空間内の座標平面を決定するためのシステム、方法、およびプログラムを提供する。

0007

即ち、本発明は、
(1)タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムにおいて実行される方法であって、
前記タッチパネル式装置の傾きを検出するステップと、
前記タッチパネル式装置の傾きに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定するステップと
を備えることを特徴とする、方法に関係する。
(2)本発明の他の実施形態によれば、前記(1)記載の方法であって、
前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出するステップと、
前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換するステップと
をさらに備える、方法を特徴とする。
(3)本発明の他の実施形態によれば、前記(1)記載の方法であって、
前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御するステップをさらに備える方法を特徴とする。
(4)本発明の他の実施形態によれば、前記(1)記載の方法において、
前記座標平面を決定するステップは、前記タッチパネル式装置の傾きと、前記ディスプレイの表示領域に表示される3次元仮想空間内の操作位置を表すポインタの操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定することを特徴とする。
(5)本発明の他の実施形態によれば、タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムにおいて実行される方法であって、
前記タッチパネル式装置の傾きを検出するステップと、
前記タッチパネル式装置の傾きと、3次元仮想空間内の操作位置を表すポインタの操作開始位置とに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定するステップと
前記タッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出するステップと、
前記タッチ入力の接触位置を前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面上の位置へ座標変換するステップと、
前記決定された前記3次元仮想空間の座標平面に基づいて、前記ディスプレイの表示領域に表示される背景画像を前記ディスプレイの表示領域上で表示制御するステップと、
を含むことを特徴とする、方法に関係する。
(6)本発明の他の実施形態によれば、前記(5)記載の方法であって、
前記表示制御するステップは、前記タッチ入力の接触開始位置に対する接触位置の移動方向と距離に対応付けて、前記ポインタを前記操作開始位置から操作終了位置まで移動して、前記ディスプレイの表示領域上で前記背景画像とともに表示制御するステップを含むことを特徴とする。
(7)本発明の他の実施形態によれば、前記(1)から(6)のいずれか1項目に記載の方法を、前記システムに搭載されたプロセッサに実行させるためのプログラムに関係する。
(8)本発明の他の実施形態によれば、タッチパネル式装置と、該タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイとを備えたシステムであって、
前記タッチパネル式装置の傾きを検出する傾き検出部と、
前記タッチパネル式装置の傾きに応じて、前記タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、前記ディスプレイの表示領域に表示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定する座標平面決定部と
を備えることを特徴とする、システムに関係する。

0008

この発明の上記の、及び他の特徴及び利点は、この発明の実施例の以下のより特定的な説明、添付の図面、及び請求の範囲から明らかになるであろう。

発明の効果

0009

本発明によれば、ユーザはタッチパネル式装置を用いた簡易で直感的な操作で、タッチパネル式装置と通信可能に接続されたディスプレイに表示される3次元仮想空間内の座標平面を決定することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の一実施形態に従った、システムの概略図を示す。
本発明の一実施形態に従った、システムの表示処理を実現するための機能的構成を示す。
図3Aは本発明の一実施例に従った、実空間におけるタッチパネル式装置の姿勢を示す。図3Bは該タッチパネル式装置の姿勢に対応するディスプレイの表示領域に示される操作可能な3次元仮想空間内の座標平面を示す。
図4Aは本発明の一実施例に従った、実空間におけるタッチパネル式装置の姿勢を示す。図4Bは該タッチパネル式装置の姿勢に対応するディスプレイの表示領域に示される操作可能な3次元仮想空間内の座標平面を示す。
図5Aは本発明の一実施例に従った、タッチパネル式装置の接触領域に対する操作軌跡を示す。図5Bは本発明の一実施例に従った、該操作軌跡に対応するディスプレイの表示領域に示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面内の軌跡を示す。
図6Aは本発明の一実施例に従った、タッチパネル式装置の接触領域に対する操作軌跡を示す。図6Bは本発明の一実施例に従った、該操作軌跡に対応するディスプレイの表示領域に示される操作可能な3次元仮想空間の座標平面内の軌跡を示す。
本発明の一実施例に従った、システムの処理の流れを示すフローチャート図を示す。
図8Aは本発明の一実施例に従った、3次元実空間上に存在するタッチパネル式装置を示す。図8Bは図8Aに示すタッチパネル式装置の3次元空間上の直交座標系における第1の閾値θth1と、第2の閾値θth2を示す。
図9Aは、本発明の一実施例に従った、3次元実空間内のタッチパネル式装置130の姿勢を示す。図9Bはタッチパネル式装置が図9Aの状態である場合に、該状態に対応してHMDの表示領域に示される座標平面と、該座標平面に示されるポインタ(矢印)と、オブジェクト(家)を示す。
図10Aは、本発明の一実施例に従った、3次元実空間内のタッチパネル式装置130の姿勢を示す。図10Bはタッチパネル式装置が図10Aの状態である場合に、該状態に対応してHMDの表示領域に示される座標平面と、該座標平面に示されるポインタ(矢印)と、オブジェクト(家)を示す。
図11Aは、本発明の一実施例に従った、3次元実空間内のタッチパネル式装置130の姿勢を示す。図11Bはタッチパネル式装置が図11Aの状態である場合に、該状態に対応してHMDの表示領域に示される座標平面と、該座標平面に示されるポインタ(矢印)と、オブジェクト(家)を示す。
図12Aは、本発明の一実施例に従った、3次元空間上に存在するHMDを示す。図12Bは、図12Aに示すHMDの3次元空間上の直交座標系における第1の閾値θth1と、第2の閾値θth2を示す。

実施例

0011

以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施例に係るシステムの構成図である。このシステムでは、タッチパネル式装置130と本体装置120が無線又は有線で通信可能に接続され、本体装置120とディスプレイ110が無線又は有線で通信可能に接続されている。ディスプレイ110は、表示領域112を備えている。なお、図1においては、ディスプレイ110は頭部装着型非透過ディスプレイであるが、頭部装着型ではないディスプレイ、例えば据え置き型のディスプレイであっても良い。ディスプレイ110がヘッドマウントディスプレイ(HMD)である場合、ユーザの頭部に装着され、眼前に配置されたディスプレイ等によってユーザに画像を提示することが可能である。HMDを装着したユーザは表示領域112に表示される画像のみを観察することができる。
<本体装置のハードウェア構成
本体装置120は、プロセッサ、メモリ、通信部(図示せず)を備えることができる。

0012

本体装置120のプロセッサは、メモリに記憶されたアプリケーションプログラムを実行することによって、アプリケーション処理画像処理ゲーム処理)を実行するものである。

0013

本体装置120のメモリはプロセッサによって実行される各種アプリケーションプログラムや、各種アプリケーションプログラムの実行に伴い生じる各種データ(画像処理により生じるデータ、ゲームの結果データ又はゲーム途中のデータ等)を格納することができる。

0014

本体装置の通信部は、タッチパネル式装置130から出力された各種データを受信したり、HMD110の表示領域112に対し生成した表示画像を送信したりすることができる。

0015

本体装置120は、公知のパーソナルコンピュータ据え置き型ゲーム機等により実現されうる。本体装置120は、図2に示される機能を実現するための装置である。図1において、本体装置120はタッチパネル式装置130、HMD110とは別個に構成されているが、本体装置120により実現される図2に示される機能の一部又は全部を、機能を実現するために必要とされるハードウェアを備えたタッチパネル式装置130又はHMD110に搭載することができる。この場合、本体装置120をタッチパネル式装置130及び/又はHMD110と一体化することもできる。
<タッチパネル式装置のハードウェア構成>
タッチパネル式装置130は、タッチパネルに配設されたタッチセンサ132と、傾き検出センサ134、送信部、メモリ、プロセッサ(図示せず)を備えることができる。タッチパネル式装置130は、公知のスマートフォンタブレット端末、PDAにより実現され得る。

0016

タッチパネル式装置のタッチセンサ132はタッチパネルのタッチ面に対するユーザによるタッチ入力が行われた位置(接触位置)を検出する。ユーザがタッチパネル式装置のタッチパネルに対して指やスタイラスペンを用いてタッチ操作を行うと、タッチセンサ132は該操作に関する各種データ(接触位置等)を検出することができる。タッチセンサ132は、表示機能を有していなくても良い。本発明においては、ユーザはタッチパネル式装置の表示面を観察せずに、ディスプレイ110を観察しながらポインタ等の位置を指定することができるからである。特に、ディスプレイ110が非透過型のHMDである場合、ユーザは保持しているタッチパネル式装置130の表示面を観察することはできないため、表示機能は不要である。

0017

タッチパネル式装置の傾き検出センサ134は、タッチパネル式装置130の3次元実空間の直交座標系におけるXYZ軸回りの角速度を検出するためのものであり、例えばジャイロセンサにより実現され得る。3次元実空間の直交座標系と、タッチパネル式装置との関係は図8A、8Bに示される。図8A、8Bにおいて、ユーザが直立する方向である垂直方向をY軸とし、Y軸と直交しタッチパネル式装置の奥行き方向の軸をZ軸、Y、Z軸と直交し、タッチパネル式装置の横幅方向の軸をX軸とする。

0018

タッチパネル式装置の送信部は、タッチパネル式装置のメモリに格納された、タッチパネル式装置に対して行われたユーザ操作に関する操作入力情報、即ち、タッチセンサ132が検出したタッチ面に対する接触位置、傾き検出センサ134が検出したタッチパネル式装置130の3次元実空間での筐体のXYZ軸回りの角速度等を、本体装置120からのリクエストに応じて出力データとして送信することができる。

0019

タッチパネル式装置のメモリは、各センサより出力されたタッチパネル式装置に対して行われた操作入力情報を格納する。
タッチパネル式装置のプロセッサは、各センサを機能させたり、タッチパネル式装置の送信部に対しメモリに格納された操作入力情報を本体装置120へ出力させたり等、タッチパネル式装置を機能させるための各種処理を行う。

0020

図2は、本発明の一実施例に係るシステムの機能的構成図である。本体装置120は、CPUなどの演算部に組み込まれたプログラムで制御された、接触位置検出部202と、傾き算出部204と、座標平面決定部206と、座標変換部208と、表示制御部210とを備えている。なお、図2において、様々な処理を行う機能ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他の集積回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされた各種プログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせによって実現できることは当業者に理解されるであろう。

0021

接触位置検出部202は、タッチセンサ132より出力された接触位置に基づいて、タッチパネル式装置130のタッチセンサ132のタッチ面に対するタッチ入力の接触領域に対する接触位置を検出することができる。具体的には、タッチセンサ132がタッチパネル式装置130のタッチ面に対する接触を検知すると、接触位置検出部202は、該接触の接触位置を受信し、該情報に基づいてタッチパネル式表示装置のタッチ面上の直交するx、y軸に基づいて、接触点座標を接触位置T(xt、yt)として検出する。なお、接触位置検出部202は、タッチ面に対するタッチ入力の接触位置の検出だけではなく、タッチ面に指が接触したまま指がタッチ面を移動するスワイプ操作、タッチ面を叩くと言った短時間の接触によるタップ操作の検出を行うことができる。さらに、接触位置検出部202はスワイプ操作によるスワイプ速度スワイプ方向を検出することもできる。なお、以下では、タッチ入力が指でなされる場合を例示して説明するが、指でなされることに限定されない。接触位置検出部202は、所定期間に亘って、タッチパネルに対し連続した入力が行われる間、これらデータの検出を繰り返し実行する。

0022

傾き算出部204は、傾き検出センサ134により出力された各軸周りの角速度に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間での傾き(図8A,Bに示すX軸を軸とした回転を示すピッチ角θ、Y軸を軸とした回転を示すヨー角、Z軸を軸とした回転を示すロール角)を算出することができる。傾き算出部204は、所定期間に亘って傾きの算出を繰り返し実行する。

0023

座標平面決定部206は、傾き算出部204が算出したタッチパネル式装置の3次元実空間での傾きに応じて、タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、ディスプレイに表示される3次元仮想空間で操作可能な座標平面を決定する。例えば、座標平面決定部206は、タッチパネル式装置の傾き(ピッチ角θ)が所定の閾値以内にあるかを判定し、所定の閾値以内である場合に、該所定の閾値に対応する3次元仮想空間内の座標平面が選択されたとして、ディスプレイに表示される3次元仮想空間での操作可能な座標平面を決定する。

0024

より詳細には、タッチパネル式装置の傾き(ピッチ角θ)が図8Aに示す第1の閾値θth1内にある場合には、座標平面決定部206は、タッチパネル式装置のタッチ面を、該第1の閾値に対応する3次元仮想空間内のxv−yvで構成される座標平面を操作可能な座標平面として決定することができる。タッチパネル式装置の傾き(ピッチ角θ)が第2の閾値θth2内にある場合には、座標平面決定部206は、タッチパネル式装置のタッチ面を、該第2の閾値に対応する3次元仮想空間内のxv−zvで構成される座標平面を操作可能な座標平面として決定することができる。θth1、θth2の値は事前に設定することができ、例えば第1の閾値θth1は、90°を中心として±20°(70°〜110°)、第2の閾値θth2は、0°を中心として±20°(−20°〜20°)とすることができる。ユーザがアプリケーション操作中に無意識にタッチパネル式装置を傾けることによって通常推移するHMDのピッチ角が例えば±10°程度であるとき、アプリケーション操作中の無意識に行われるユーザ操作と、座標変換するために意識的にタッチパネル式装置を傾ける操作とを明確に区別するために、アプリケーション操作中の通常の動作範囲よりも一定角度(例えば10°)以上大きい角度を閾値として設定することで、誤作動をなくすことができる。さらに、座標平面決定部206は、タッチパネル式装置の傾きに加えて、ディスプレイの表示領域に表示される3次元仮想空間の操作位置を表すポインタの操作開始位置に応じて、タッチパネル式装置のタッチ面に対応させる、操作可能な3次元仮想空間の座標平面を決定することができる。なお、座標平面決定部206は、タッチパネル式装置の傾き(ヨー角、ロール角)が所定の閾値以内にあるかを判定し、所定の閾値以内である場合に、該所定の閾値に対応する3次元仮想空間内の座標平面が選択されたとして、3次元仮想空間での操作可能な座標平面を決定することもできる。

0025

座標変換部208は、接触位置検出部202が検出したタッチパネル式装置の2次元のタッチパネル座標系で示されるタッチ面に対する接触位置を、タッチパネル式装置の傾きに応じて決定された3次元仮想空間の座標系の座標平面上の位置へ変換する。本発明によると、タッチパネル式装置のタッチパネル座標系は2次元であるが、ユーザはタッチパネル式装置の傾きに応じて決定された、操作可能な3次元仮想空間の座標平面に示されるポインタを、タッチパネル式装置の2次元のタッチパネル座標系で構成されるタッチ面上でスワイプ操作することによって移動させることができる。このため本発明においては、タッチパネル式装置の傾き操作、タッチパネル式装置のタッチ面のスワイプ操作により、複雑な計算を要することなく簡易で直感的な操作で、3次元仮想空間の各軸方向への位置を指定することができる。

0026

表示制御部210は、タッチパネル式装置の傾きに応じて決定された、3次元の仮想空間の座標平面に基づいて、ディスプレイの表示領域112に表示される背景画像を生成することができる。さらに、表示制御部210は接触位置検出部202にて検出したタッチ面上の接触位置と、座標平面決定部206にて決定された操作可能な座標平面に基づいて、ユーザにより操作可能なポインタ、オブジェクトを、ディスプレイの表示領域112に対し表示制御することができる。

0027

より詳細には、表示制御部210は、接触位置検出部202にて検出したタッチ入力の接触開始位置からのスワイプ操作に基づく接触開始位置に対する接触位置の移動方向と距離に基づいて、ディスプレイの表示領域上に表示する、決定された座標平面内のポインタを背景画像において操作開始位置P0から表示制御する。さらに、表示制御部210は、接触位置検出部202にて検出したタッチ入力の接触開始位置からのスワイプ操作に基づく接触開始位置に対する接触位置のスワイプ速度に対応させて、ポインタを背景画像において操作開始位置P0から表示制御することもできる。さらに、表示制御部210は、ユーザにより操作可能なポインタを用いて、ユーザによる3次元の仮想空間に存在するオブジェクトの選択操作を表示領域に表示させたり、ユーザによる操作に従って背景画像内への選択されたオブジェクトの配置操作を表示領域に表示させたりすることができる。

0028

図3図4は本発明の一実施例に従った、実空間におけるタッチパネル式装置の傾き(図3A、図4A)と、該タッチパネル式装置の傾きにそれぞれ対応する3次元仮想空間内における操作可能な座標平面(図3B、図4B)を示す。

0029

図3AはXYZ軸で規定される3次元実空間内で、ユーザがタッチパネル式装置を地面に対しほぼ垂直方向に保持している場合を示す。タッチパネル式装置130のピッチ角θは、地面に対し概ね垂直方向であれば良く、図8Bに示す第1の閾値θth1以内にあれば、座標平面決定部206は図3Bに示すように3次元仮想空間内のxv−yv平面が選択されたものとして、座標平面を決定することができる。

0030

図4AはXYZ軸で規定される3次元の実空間内で、ユーザがタッチパネル式装置を地面に対しほぼ水平方向に保持している場合を示す。タッチパネル式装置130のピッチ角θは、地面に対し概ね水平方向であれば良く、図8Bに示す第2の閾値θth2以内にあれば、座標平面決定部206は図4Bに示すように3次元仮想空間内のxv−zv平面が選択されたものとして、座標平面を決定することができる。

0031

図5図6は本発明の一実施例に従った、3次元の実空間におけるタッチパネル式装置のタッチ面に対するユーザ操作(図5A、図6A)と、該ユーザ操作にそれぞれ対応する3次元仮想空間内の決定された座標平面に反映されるユーザ操作(図5B、図6B)を示す。

0032

図5Aは、XYZ軸で規定される3次元の実空間内で、ユーザがタッチパネル式装置を地面に対しほぼ垂直方向に保持している場合に、タッチパネル式装置のタッチ面に対して行われるユーザ操作の軌跡を示す。ユーザによるタッチ入力は図5Aに示されるタッチ面のxt−yt軸で規定される2次元平面に対してなされる。図5Aにおいて、ユーザによるタッチパネル式装置130のタッチ面に対するタッチ入力は、接触開始位置T0(xt0、yt0)を始点として、接触終了位置T1(xt1、yt1)までスワイプ移動している。

0033

図5Bは、図5Aにおいてなされたタッチパネル式装置に対する操作に対応する3次元仮想空間内における操作可能な座標平面に反映されるユーザ操作を示す。座標平面決定部206は図5Aに示されるタッチパネル式装置130の傾きに基づいて、zv座標が一定の値で、xv−yvで構成される3次元仮想空間内の座標平面を決定する。このときxv−yvで構成される座標平面のzv座標の値は、例えば、操作を行いたいポインタが存在する3次元仮想空間内の座標平面のzv座標値に設定することができる。その後、座標変換部208は図5Aに示すタッチ面上の接触開始位置T0(xt0,yt0)を、図5Bに示す3次元仮想空間に表示されるポインタの操作開始位置P0(xv0,yv0)(zv=一定)に対応させる。表示制御部210は、図5Aに示されるタッチ入力の接触開始位置T0(xt0、yt0)から接触終了位置T1(xt1、yt1)までの接触位置の移動方向、距離、移動速度のうち一部又は全てに基づいて、図5Bに示すように、ディスプレイの表示領域112上でポインタを操作開始位置P0(xv0、yv0)から操作終了位置(P1(xv1、yv1)へと移動表示する。ポインタの形状は、矢印に限定されず、いかなる図形、例えばゲームキャラクタ手形状アイコンでもよい。

0034

また、3次元仮想空間内のポインタの操作開始位置P0(xv0、yv0)は、本体装置120により実行されているアプリケーションの内容に基づいて決められる任意の位置、例えば操作中のゲームキャラクタの現在位置でも良いし、表示領域112上のあらかじめ定められた所定の位置、例えば表示領域112の中心位置でもよい。例えば、図5Bに示すように、タッチ面上の接触開始位置T0(xt0、yt0)はタッチ面の左下領域に存在するが、図5Aにおいて表示領域112上のポインタ操作開始位置P0は、表示領域112の右上領域に存在する。このように、ポインタの操作開始位置P0(xv0、yv0)が表示領域112上のあらかじめ定められた所定の位置である場合には、表示制御部210は3次元仮想空間内におけるポインタ位置を取得せずに、タッチ入力の接触開始位置T0(xt0、yt0)を、あらかじめ定められたポインタの所定の操作開始位置P0(xv0、yv0)に対応付けすることができる。例えばディスプレイが非透過型のHMDである場合、HMDを装着しているユーザは、完全に外界視界を失っているため、自身の保有するタッチ面上のどの場所をタッチしているかを観察することができない。ユーザがタッチ面を最初にタッチした場所を、HMDの表示領域112上に現在表示されているポインタの操作開始位置に対応付けることで、ユーザはタッチ面を観察することなしに、HMDの表示領域112上に表示されている操作したいポインタを現在の表示位置から移動させることができる。

0035

図6Aは、XYZ軸で規定される3次元の実空間内で、ユーザがタッチパネル式装置を地面に対しほぼ水平方向に保持している場合に、タッチパネル式装置のタッチ面に対して行われるユーザ操作の軌跡を示す。ユーザによるタッチ入力は図5Aに示されるタッチ面のxt−yt軸で規定される2次元平面に対してなされる。ユーザによるタッチパネル式装置130のタッチ面に対するタッチ入力は、接触開始位置T0(xt0、yt0)を始点として、接触終了位置T1(xt1、yt1)までスワイプ移動している。

0036

図6Bは、図6Aにおいてなされたタッチパネル式装置に対する操作に対応する3次元仮想空間内における操作可能な座標平面に反映されるユーザ操作を示す。図6Aに示されるタッチ入力の接触開始位置T0(xt0、yt0)から接触終了位置T1(xt1、yt1)までの移動方向と距離に基づいて、表示制御部210は、図6Bに示すように、HMDの表示領域112上でポインタを操作開始位置P0(xv0、zv0)から操作終了位置P1(xv1、zv1)へと移動表示する。このとき、ポインタのyv座標の値は変化せず一定である。

0037

次に、図7を参照して、図3図6に対応するシステムの処理の流れを説明する。図7に示すフローチャートにおいては、アプリケーション処理のうち、ポインタの移動に関する処理について説明している。

0038

まず、本体装置120のプロセッサは、メモリに記憶されたアプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションの初期設定を行う。アプリケーションの初期設定に際して、タッチパネル式装置に対する操作に基づき操作されるポインタ、オブジェクトが表示制御される3次元仮想空間を設定してメモリに記憶する。また、傾き検出センサ134により検出される角度が相対的である場合に、傾き検出センサ134の初期設定を行う。例えば、タッチパネル式装置130が地面に対して水平方向に傾いているときに、傾き検出センサ134より取得されるピッチ角を初期値0°として初期設定する(ステップ702)。

0039

次に、ユーザによりタッチパネル式装置のタッチ面に対する接触がなされると、タッチセンサ132はその接触を感知し、接触に関する情報を接触位置検出部202へ送信する。接触位置検出部202は、受信した接触に関する情報に基づいてタッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触開始位置T0(xt0、yt0)を検出する(ステップ704)。

0040

また、ユーザによるタッチパネル式装置の傾き操作があると、傾き検出センサ134はその傾きを感知し、該傾きに関する情報を傾き算出部204へ送信する。傾き算出部204は、受信した傾き操作に関する情報に基づいてタッチパネル装置130の筐体の3次元実空間での傾きを算出する(ステップ704)。

0041

次に、算出されたタッチパネル式装置130の3次元実空間での傾きに基づいて、座標平面決定部206は3次元仮想空間の操作可能な座標平面を決定する(ステップ706)。

0042

次に、座標変換部208は、接触位置検出部202にて検出した接触開始位置T0を、座標平面決定部206により決定された座標平面上の位置P0へ対応付けする。例えば、図5Aの接触開始位置T0(xt0、yt0)を、図5Bのディスプレイの表示領域112におけるポインタの操作開始位置P0(xv0、yv0)に対応付けする(ステップ708)。

0043

次に、ユーザがタッチ面に指を接触したままの状態で指をスワイプ移動させている場合、すなわちタッチセンサ132が連続的に接触を感知する場合、タッチセンサ132はユーザによるタッチ面に対する連続する接触に関する情報を接触位置検出部202へ出力する。接触位置検出部202は、該接触に関する情報に基づいてタッチパネル式装置のタッチ面に対するタッチ入力の接触位置を検出する(ステップ710)。

0044

次に、表示制御部210は、タッチパネル式装置130のタッチ面上のタッチ入力の接触開始位置T0(xt0、yt0)に対する接触位置の移動方向と距離に対応付けて、ディスプレイの表示領域112に表示されるポインタを、ディスプレイの表示領域112において、ポインタの操作開始位置P0(xv0、yv0)から移動表示させる(ステップ712)。

0045

そして、ステップ714において、接触位置検出部202が接触に関する情報をセンサ132より受信しない場合、すなわち、タッチ面からタッチ入力が離れてしまった場合、ユーザによるスワイプ操作が終了したとして操作を終了する。一方、接触位置検出部202が、接触に関する情報をタッチセンサ132より引き続き受信する場合、すなわち、タッチ面にタッチ入力が接触されたままである場合、ユーザによるスワイプ操作は継続しているとして、ステップ710に戻る。

0046

ステップ710〜714の一連の処理を繰り返すことにより、図5Aに示すように、表示制御部210は、接触開始位置T0(xt0、yt0)から接触終了位置T1(xt1、yt1)までの接触位置の移動に伴う方向、距離、移動速度のうち一部又は全てに対応付けて、図5Bに示すように、ポインタをポインタの操作開始位置P0(xv0、yv0)から操作終了位置P1(xv1,yv1)までディスプレイの表示領域112上に移動表示させることができる。なお、タッチパネル式装置のタッチ面に対する接触位置の移動方向、距離、移動速度に基づいて、3次元仮想空間内のポインタの移動方向、距離、移動即を求めることができるが、これらの値の対応する比率をそれぞれ変化させることができる。接触位置Tと、該接触位置Tに対応づけられるポインタの操作位置Pは逐次メモリに格納することができる。従って、ユーザ操作により座標平面が切り換えられた場合においても、メモリに格納されている3次元仮想空間内の位置に基づいて、ポインタを移動表示することができる。

0047

本発明の他の実施態様では、3次元仮想空間の仮想空間地形立体オブジェクトを配置して、3次元仮想空間内にジオラマを形成することができる。以下、図9〜11に基づいて本実施態様の説明を行う。

0048

図9Aは、タッチパネル式装置130のピッチ角θが第1の閾値θth1内にある様子を示す。ジオラマ形成アプリケーションが起動され、傾き検出部204が、タッチパネル式装置130のピッチ角θが第1の閾値θth1内にあることを検出すると、表示制御部210は、図9Bに示すように該傾きに対応して決定された操作可能な3次元仮想空間内の座標平面xv−yv平面にオブジェクト選択画面を生成する。図9Bにおいてオブジェクト選択画面は、背景画像と、該背景画像内に配置されたにポインタ(矢印)と、4つの立体オブジェクト(家)で構成されている。各立体オブジェクトは他の立体オブジェクトと重ならない位置に配置されており、例えば初期画面においては等間隔で配置されている。オブジェクト選択画面のzv座標は、ジオラマ形成アプリケーションによってあらかじめ定められた、オブジェクト選択画面が仮想的に存在している座標平面のzv座標である。

0049

ユーザが接触開始位置から、所定の方向、所定の速度で指をスワイプ移動させると、該スワイプ移動に対応して、表示制御部210は3次元仮想空間のxv−yv平面に表示されるポインタ(矢印)を移動表示する。ユーザは、指をスワイプ移動させることにより、4つの立体オブジェクトのうち、選択したい立体オブジェクト(例えば、左から2番目の立体オブジェクト)上にポインタを移動させることができる。ユーザは、選択したい立体オブジェクト上にポインタが移動するとタッチパネルをタップする。接触位置検出部202がタップを検出すると、表示制御部210は該立体オブジェクトが選択されたと判定して、該立体オブジェクトが選択されたことを示すよう、例えば該立体オブジェクトの周り選択線図9Aにおいて、家を囲む点線)で囲んだ画像を表示領域に表示させる。

0050

図10Aは、タッチパネル式装置130のピッチ角θが、第2の閾値θth2内にある様子を示す。ユーザは選択した立体オブジェクトを、3次元仮想空間内の仮想空間地形上の任意の位置に配置するために、タッチパネル式装置130を傾けて、ジオラマ形成アプリケーションをオブジェクト配置モード移行させる。

0051

タッチパネル式装置130のピッチ角θが、第2の閾値θth2内にあることを検出すると、オブジェクト配置モードが選択されたとして、表示制御部210は、図10Bに示すように該傾きに対応して決定された操作可能な3次元仮想空間内の座標平面xv−zv平面上に仮想地形を反映させたオブジェクト配置画面を生成する。仮想地形は3次元地形とすることができる。図10Bにおいてオブジェクト配置画面は、3次元の仮想地形と、該仮想地形内に配置されたに3つの立体オブジェクト(家)と、ポインタ(矢印)で構成することができる。また、図10Bに示されるオブジェクト配置画面は、3次元の仮想地形を2次元のxv−zv平面に投影した2次元の仮想地形とすることもできる。

0052

ユーザが接触開始位置から、所定の方向、所定の速度で指をスワイプ移動させると、該スワイプ移動に対応して、表示制御部210は3次元仮想空間のxv−zv平面に表示されるポインタと、該ポインタにより選択されているオブジェクトを表示領域において移動表示させる。接触開始位置は、図9Bにおいて選択された立体オブジェクトの3次元仮想空間内の初期位置に対応させることができる。ユーザは、指をスワイプ移動させることによりxv−zv平面内の配置したい位置にポインタと、該ポインタにより選択されているオブジェクトを移動させることができる。ユーザは、配置したい位置上にポインタと、該ポインタにより選択されているオブジェクトが移動するとタッチパネルをタップする。接触位置検出部202がタップを検出すると、表示制御部210は該位置が選択されたと判定し、タップされたxv−zv平面内の位置に対応する3次元の仮想地形の高度(yv座標)を求める。そして表示制御部210は、立体オブジェクトを該位置に仮想地形の高度に整合するように配置する。その後、表示制御部210は、該オブジェクトが配置されたことを示すよう、例えば該オブジェクトの周りを配置線図10Aにおいて、家を囲む実線)で囲んだ画像を表示領域に表示させる。

0053

3次元仮想地形に一旦配置したオブジェクトを再度移動させたい場合、ユーザは図11Aに示すようにタッチパネル式装置130の傾きを操作して、タッチパネル式装置130のピッチ角θが第1の閾値θth1内になるようにする。傾き検出部204が、タッチパネル式装置130のピッチ角θが第1の閾値θth1内にあることを検出すると、表示制御部210は、図11Bに示すように該傾きに対応して決定された操作可能な3次元仮想空間内の座標平面xv−yv平面に、図10Bに示される立体オブジェクトの配置位置を対応させた、オブジェクト選択画面を生成する。図11Bにおいてオブジェクト選択画面は、背景画像と、該背景画像内に配置されたにポインタ(矢印)と、図10Bにおいてユーザにより既に配置された3つの立体オブジェクト(家)で構成されている。背景画像は、例えば図10Bに示すオブジェクト配置画面を上から見た画像である。このとき、背景画像内に立体オブジェクトを上からみた画像をオブジェクト配置画面に表示することもできるが、上から見た画像では、個々の立体オブジェクトの違いを識別することが難しい場合がある。従って、背景画像内に表示する立体オブジェクトは、図11Bに示すように該立体オブジェクトを斜め方向からみた画像とすることができる。

0054

本発明において、ユーザは、2次元の座標平面を有するタッチパネルを用いて、タッチパネル式装置の傾きの変更と、タッチ面に対するタッチ操作の2つの直感的な操作で、3次元仮想空間内でポインタやオブジェクトの位置を簡単に移動させることができる。

0055

さらに、ディスプレイがユーザの目を完全に覆う非透過型のHMDである場合、HMDを装着しているユーザは仮想空間に完全に没入している。本発明においては、ユーザは自身が保持しているタッチパネル式装置のタッチ面を観察しなくとも、タッチ面に対する操作位置が反映されたHMDの表示領域を観察することができるため、ユーザは現在操作を行おうとしている3次元仮想空間内の操作位置を認識することができる。

0056

また、本発明の他の実施態様では、ディスプレイは、加速度センサを設けたHMDとすることができる。この場合、座標平面決定部206は、HMD110に設けられている角速度センサから取得された角速度に基づき、HMDの表示領域に表示される3次元仮想空間の操作可能な座標平面を決定することができる。HMD110が角速度センサを備えているため、タッチパネル式装置130は角速度センサを備える必要はない。角速度センサはディスプレイ112近辺に固定されており、ユーザの頭部に装着されたHMD110(ディスプレイ112)の動きに応じて、HMD110のX、Y、Z軸回りの角速度を経時的に検出することができる。傾き算出部204はHMDに設けられている角速度センサにより経時的に検出されたX、Y、Z軸回りの角速度に基づいて、各軸回りの角度(傾き)の時間変化を求めることができる。なお、この場合、図12Aに示すようにユーザが直立する方向である垂直方向をY軸とし、Y軸と直交しディスプレイ112とユーザを結ぶ方向の軸をZ軸、Y、Z軸と直交する方向の軸をX軸とする。

0057

例えば、図12Bに示すように、HMD110の傾き(ピッチ角θ)が第1の閾値θth1内にある場合には、座標平面決定部206は、3次元仮想空間内の該閾値に対応するxv−yvで構成される座標平面を操作可能な座標平面として決定する。タッチパネル式装置の傾き(ピッチ角θ)が第2の閾値θth2内にある場合には、座標平面決定部206は、3次元仮想空間内の該閾値に対応するxv−zvで構成される座標平面を操作可能な座標平面として決定する。θth1、θth2の値は事前に設定することができ、例えば第1の閾値θth1は、30°〜60°、第2の閾値θth2は例えば−30°〜−60°とすることができる。本実施態様においては、タッチパネル式装置の傾きを操作することなく、HMDを装着した頭部の首振り操作のみで操作可能な座標平面を切り換えることができる。

0058

以上、本発明の一実施形態に付き説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。前述の請求項に記載されるこの発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な実施態様の変更がなされうることを当業者は理解するであろう。

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